
在单片机中测量NTC(负温度系数)热敏电阻的阻值,通常需要将其转换为电压或频率信号,再通过单片机进行采集和处理。以下是几种常见的方法及其详细说明:
1. 分压法(最常用)
原理 :将NTC与固定电阻串联,通过分压电路将电阻变化转换为电压变化,再用ADC读取电压值。
电路连接:

步骤:
- 通过ADC读取分压点电压 VADC。
- 计算NTC阻值:RNTC=Rfixed⋅VADCVCC−VADC

- 根据NTC的B值公式或查表法转换为温度值。
优点 :简单、成本低。
缺点:需要高精度ADC和参考电压,非线性需软件补偿。
2. 恒流源法
原理 :用恒流源驱动NTC,通过欧姆定律 V=I⋅R 直接测量电压。
电路连接:
步骤:
- 恒流源输出稳定电流 I。
- 测量NTC两端电压 VADC。
- 计算阻值:RNTC=VADC/I。
优点 :线性关系,精度较高。
缺点:需要额外恒流源电路,成本较高。
3. 电容充放电法(RC时间测量)
原理 :利用NTC与电容组成RC电路,测量充放电时间推算阻值。
电路连接:

步骤:
- GPIO输出高电平,通过NTC对电容充电。
- 测量电容电压从低到高阈值的时间 T。
- 阻值计算:RNTC≈T/(C⋅ln(2))。
优点 :无需ADC,适用于低成本单片机。
缺点:受电容精度和GPIO特性影响,速度较慢。
4. 电桥法(提高灵敏度)
原理 :将NTC接入惠斯通电桥,通过差分放大检测微小阻值变化。
电路连接:

步骤:
- 电桥输出差分电压经运放放大后送ADC。
- 通过电桥平衡公式计算 RNTC。
优点 :高灵敏度,适合微小温度变化检测。
缺点:电路复杂,需校准。
5. 频率法(PWM/振荡器)
原理 :将NTC作为振荡器的一部分,输出频率与阻值相关。
电路连接:
- 用NTC和电容组成RC振荡电路,输出方波至单片机定时器。
步骤:
- 测量方波频率 f。
- 计算阻值:RNTC∝1/f。
优点 :抗干扰强,适合远距离传输。
缺点:频率计算复杂,响应速度慢。
6. 集成专用IC(简化设计)
原理 :使用内置ADC和NTC驱动电路的芯片(如MAX31865)。
步骤:
- 通过SPI/I2C读取IC输出的温度数据。
优点 :高精度、免校准。
缺点:成本较高。
选择建议:
- 低成本方案:分压法 + 软件查表(需校准)。
- 高精度需求:恒流源法或电桥法。
- 无ADC单片机:RC充放电法或频率法。
注意事项:
- NTC的B值参数和温度曲线需准确。
- 软件上需进行非线性补偿(如Steinhart-Hart方程)。
- 避免自热效应(降低驱动电流)。
通过合理选择方法,可以平衡精度、成本和实现难度。